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钢结构螺栓连接

来源:http://www.29xue.com 日期:2019-10-25 发布人:wanzhong1

  钢结构螺栓连接(bolt connecting for steel structure)
  将两个以上的钢结构零部件或构件用螺栓连接成为一体的连接方法。螺栓连接是构件预装和结构安装中最简便的连接方式。
  螺栓连接在金属结构安装中最早使用。19世纪30年代后期,螺栓连接逐渐被铆钉连接代替,仅在构件组装中作为临时固定措施。20世纪50年代出现了高强度螺栓连接方法。高强度螺栓用中碳钢或中碳合金钢制成,其强度比普通螺栓高2~3倍。高强度螺栓连接具有施工方便、安全可靠等优点,60年代以后在一些冶金工厂的钢结构制造安装中开始应用。武钢1700mm轧机工程和上海宝钢工程在建设中大量使用了高强度螺栓连接。
  螺栓连接的传力方式依其类型和节点连接构造的不同分为对接连接、搭接连接和T型连接(图1)。
  螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
  普通螺栓连接主要分粗制螺栓连接和精制螺栓连接。粗制螺栓是用碳素结构钢制成,为使螺栓顺利地穿.入螺孔,其孔径应比螺栓公称直径d大1.0~2.0mm。螺栓孔距排列要便于扳手拧紧螺帽。当粗制螺栓用于柱、梁、屋架的构件连接时,应采用加托板的连接构造。此时螺栓处于受拉状态,其剪力由托板承受(图2)。粗制螺栓所用材料强度等级低,限制了其在结构连接中的使用范围,但在剪力较小的工作平台次梁、墙皮梁、屋面梁及支撑、铰接支座等的连接中仍得到广泛应用。粗制螺栓还普遍用于厂房钢结构的预拼装、铆接构件铆接前的预紧固以及高强度螺栓连接前的组装和安装节点焊接前的临时紧固等。粗制螺栓作为永久固定螺栓使用时,需在找正后将其拧紧并采取防松措施。
  精制螺栓连接时.其孔径应与螺杆直径相同,螺栓穿入螺孔时应用锤击打入,制孔质量和螺杆的加工精度要有严格要求。精制螺栓连接用于一些经常拆装和无法铆接的结构连接。
  高强度螺栓连接   按其受力状况主要分为摩擦型和承压型两种。在摩擦型连接中,靠螺栓紧固压力使连接板层贴紧后在钢板接触表面产生的摩擦力来传递外力。对构件表面进行喷砂处理后生成赤锈面,可获得较大的摩擦系数,减少连接螺栓的数量。摩擦型高强度螺栓的孔径应比螺栓公称直径d大1.5~2.0mm。承压型高强度螺栓连接是使构件间产生的摩擦力和螺栓中心轴剪切力与构件的承压力同时作用来传递应力的,其孔径应比螺栓公称直径d大1.O~1.5mm。制孔采用数控钻床钻孔和钻模钻孔等方法。
  高强度螺栓长度L的计算公式为:L=L’+ns+m+3p。式中L’为连接板层厚度;n为垫圈个数;s为垫圈公称厚度;m为螺母公称厚度;p为高强度螺栓的螺距。
  由一个高强度螺栓、一个螺母和一个(或两个)垫圈可组成高强度螺栓连接副。目前我国有两种形式的高强度螺栓连接副,一种是大六角头高强度螺栓连接副,另一种是扭剪型高强度螺栓连接副,要求在同批内配套使用。施工时,先用粗制螺栓将结构临时固定,待结构安装找正后,再从螺栓群中部开始逐个将粗制螺栓换上高强度螺栓并进行初拧,初拧后再顺次进行复拧和终拧。
  进行大六角头高强度螺栓连接副安装时,螺栓两边应各加一个垫圈(图3a)。初拧扭矩值为终拧扭矩值的50%,复拧扭矩值等于终拧扭矩值,终拧扭矩值计算公式为:Tc=KPcd。式中Tc为终拧扭矩值,N·m;K为扭矩系数;Pc为施工预拉力,kN;d为高强度螺栓螺纹直径,mm。施拧采用扭矩扳手,每次使用前应进行扭矩校正。
  进行扭剪型高强度螺栓连接副安装时,应仅在螺母一侧加一个垫圈(图3b)。初拧扭矩值计算公式为:Tc=0.065Pcd。式中Tc为初拧扭矩值,N·m;Pc为施工预拉力,kN;d为高强度螺栓螺纹直径,mm。终拧采用专用扳手将尾部梅花头拧断为止。质量检查的重点应放在施工过程的监督检查。
  在摩擦型连接中,摩擦面的状态对接头的抗滑移承载力有很大的影响,经表面处理生锈后的栓接接头,安装前需将表面的浮锈和污染物清除干净;在下雨和潮湿气候情况下,要采取相应措施,以保证摩擦面在干燥状态下进行连接。

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